[發(fā)明專利]一種提高模具自脫模性能的處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710093094.1
• 申請日: 2007-11-30
• 公開（公告）號: CN101168844A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許洪斌;陳元芳;胡建軍;楊長輝;蔣鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶工學(xué)院
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B22C3/00;B21J13/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李曉兵;李玉盛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模具表面加工處理工程領(lǐng)域，尤其是對模具表面進行處理以提高模具自脫模性能的處理方法。

背景技術(shù)

模具是工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的重要工藝裝備，汽車、摩托車對模具的依賴比重很大。世界各國的制造業(yè)為降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，改善材料利用率，節(jié)約能源，廣泛的采用各種模具成形工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，因而，模具得到了迅速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。

模具的工作條件日益苛刻，若潤滑不良會產(chǎn)生鍛件或鑄件與模具接觸，這時往往會因粘模而使產(chǎn)品脫模困難；熱固性塑料熱壓模也往往因在高溫、高壓及化學(xué)物質(zhì)的作用下易使模具表面被腐蝕而發(fā)生粘模，這些將嚴重影響模具的使用壽命，它不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且還影響生產(chǎn)率和成本。傳統(tǒng)的提高模具脫模性的方法是在實際生產(chǎn)中噴涂脫模劑，脫模劑的噴涂雖然提高了產(chǎn)品與模具之間的脫模性，但同時脫模劑會對產(chǎn)品、模具、環(huán)境造成不同程度的污染。而且這些操作相應(yīng)的會降低生產(chǎn)效率，增加人工成本。因此提高模具的脫模性能，從而提高模具的使用壽命受到了廣泛的重視和研究。

如果能夠?qū)⒛＞弑砻孢M行強化處理，在模具表面產(chǎn)生一種與基體和產(chǎn)品性能相差較大的保護模，提高模具的表面能，增大模具表面水接觸角，減少產(chǎn)品與模具材料的粘接性，起到產(chǎn)品與模具的隔離作用，從而提高模具脫模性能。本發(fā)明提出利用電子束加工工藝方法提高模具自脫模性能。

傳統(tǒng)提高脫模性的方法及存在問題：

為了最大限度地提高生產(chǎn)效率，要使模具成型條件最佳化，必須最大限度地延長模具使用周期，但在通常情況下這也是很難實現(xiàn)的。在實際生產(chǎn)中常采取在模具表面上噴涂脫模劑，目的是在模具表面形成一層隔離層，減少產(chǎn)品與模具材料的粘接性，從而提高脫模性能。

脫模劑的噴涂雖然提高了脫模性，但在使用過程中存在以下幾方面的問題：(1)脫模劑會粘附在產(chǎn)品的表面；(2)容易產(chǎn)生凝聚不良現(xiàn)象；(3)污染模具，污染環(huán)境。由脫模劑引起的凝聚物在模具內(nèi)長期滯留，經(jīng)長時間高溫烘烤，脫模劑將產(chǎn)生熱分解，一部分有害物擴散到空氣中污染空氣，一部分殘留物將變成非常硬的污染物積存在模具里，污染模具。

近年來，利用脈沖高能密束進行金屬材料表面強化處理得到了迅速發(fā)展。當(dāng)高能量密度的電子束作用到材料表面時，大量的能量會在短時間里沉積在材料表面的薄層中，被加熱層的溫度迅速升高，以至導(dǎo)致熔化、汽化等現(xiàn)象。同時，由熱膨脹引起的動態(tài)應(yīng)力也會在整個材料中產(chǎn)生強烈作用。當(dāng)輸入能量結(jié)束時，工件表面會急速冷卻。經(jīng)過這幾個過程的綜合作用，材料表面層的性質(zhì)會發(fā)生明顯地變化。這樣就可以使材料表面具有用常規(guī)方法難以達到的物理、化學(xué)及力學(xué)性能。

電子束表面合金化就是在工件表面涂上一薄層其它材料，在高能束作用下形成表面局部區(qū)域的冶煉，得到新的合金，從而達到表面合金化的目的。由于電子束合金化是涂覆的金屬粉末與基體金屬之間的一個重新冶煉過程，因此合金的附著力強，穩(wěn)定性好，不易剝落。另外，合金層可具有一些特殊的性能，如高硬度、高耐磨、強抗蝕、耐摩性等，提高材料表面硬度，粗糙度，材料表面能提高，接觸角增大，使材料表面脫模性能得到提高。利用電子束加工進行模具表面強化提高模具自脫模性能的方法，目前還沒有人做相關(guān)研究，也未檢索到相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有脫模工藝技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種采用電子束加工方法對模具表面或模具型腔表面進行處理方法，以顯著提高模具自脫膜性能。本發(fā)明的目的是利用電子束加工實現(xiàn)模具表面合金化，從而在模具表面形成一層合金化保護膜——表面脫模層，提高模具材料表面能和接觸角，防止產(chǎn)品與模具的粘接，使得模具具有自脫模性能；不用傳統(tǒng)的脫模劑，能避免脫模劑污染空氣，污染模具。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種提高模具自脫模性能的處理方法，包括如下步驟：

一、表面預(yù)處理：對模具表面或模具型腔表面進行預(yù)處理，除掉包括油污和銹蝕在內(nèi)的雜質(zhì)；

二、合金粉末選擇：根據(jù)模具基體材料的性能、工作溫度范圍，選擇合適的粉末狀的合金材料；

三、合金粉末預(yù)涂覆：將所選用的合金粉末用熱噴涂或粘結(jié)的方法均勻涂覆在模具表面或模具型腔表面；

四、強流脈沖電子束合金化處理：用強流脈沖電子束照射模具成形表面，使模具成形表面的合金粉末在電子束能量照射下熔化，電子束照射過后，模具表層的合金材料進行重新冶煉，使上、下模具成形表面得到表面脫模層。

五、合金化后處理：在電子束合金化處理后對模具進行熱處理，防止模具基體材料熱影響區(qū)發(fā)生比容增大的馬氏體相變而誘發(fā)合金層裂紋，減少基材與合金化層間的溫差以降低合金化層冷縮中所產(chǎn)生的應(yīng)力。